ANTONIO GRECO | Embedded Intelligent Systems

Mission

Le attività del laboratorio si focalizzano sui sistemi embedded in generale, e sulle applicazioni di tecniche di intelligenza artificiale nell’ambito dei sistemi embedded, in contesti applicativi che includono la robotica cognitiva e intelligente, l’internet of (intelligent) things, l’edge intelligence e la cybersecurity applicata ai sistemi embedded.

Attività

Robotica cognitiva e intelligente: progettazione e realizzazione di sistemi robotici in grado di interagire autonomamente con l’ambiente circostante e di collaborare con esseri umani fornendo un’interfaccia naturale.

Internet of (intelligent) things: progettazione e realizzazione di sistemi embedded (inclusi sistemi indossabili), interconnessi e dotati di capacità di apprendimento e di adattamento, in ambiti applicativi quali l’automazione di processi industriali, la medicina e la salute digitale.

Edge intelligence: progettazione e realizzazione di sistemi basati su artificial intelligence, machine learning e computer vision in grado di funzionare usando risorse computazionali limitate, in termini di capacità elaborative, memoria ed energia.

Cybersecurity applicata ai sistemi embedded: progettazione e realizzazione di sistemi in grado di rilevare attacchi su dispositivi embedded con limitate risorse computazionali e in ambito Internet of Things.

Didattica

Il laboratorio è principalmente utilizzato dai tesisti provenienti dai corsi di laurea di I e II livello di Ingegneria Informatica e di Ingegneria dell’Informazione per la Medicina digitale, e da dottorandi in Ingegneria dell’Informazione, impegnati nello sviluppo di modelli e applicazioni che rientrano nei differenti ambiti di ricerca del laboratorio.

Strumentazione

Il Robot Pepper, prodotto da SoftBank Robotics, è un robot umanoide progettato per interagire con l'ambiente e con gli esseri umani utilizzando tecniche avanzate di machine learning. Dispone di animazioni predefinite che lo rendono espressivo e naturale, mentre la funzione dialoghi animati gli permette di muoversi automaticamente durante le conversazioni. Dotato di consapevolezza di base, analizza l’ambiente circostante e reagisce di conseguenza grazie a advanced computer vision, object detection e object recognition. Per rendere l’interazione ancora più coinvolgente, Pepper può utilizzare tre tonalità vocali – neutrale, felice e didattico – e integrare sistemi di Natural Language Processing (NLP) che gli permettono di gestire i dialoghi con l’utente in modo fluido e personalizzato. Questo insieme di capacità lo rende uno strumento versatile ed efficace per migliorare l’interazione tra tecnologia e persone in ambienti commerciali, educativi e di ospitalità.

Impiego principale: applicazioni di robotica cognitiva e sociale.

NAO è un robot umanoide tra i più completi sul mercato in termini di capacità funzionali e tecniche. Ad alte prestazioni, multitasking e interattivo, può essere programmato utilizzando diversi linguaggi di programmazione (Chorégraphe, Python, C++), con particolare attenzione alle prestazioni e alla produttività.

Impiego principale: applicazioni di robotica cognitiva e sociale.

Turtlebot 4 è prodotto da Clearpath Robotics in Canada ed è gestito sotto l'OSRF (Open Source Robotics Foundation) ed utilizza come piattaforma di sviluppo ufficiale ROS 2.0. Come il Turtlebot 1, anche questo robot si basa ancora una volta su un chassis di iRobot®, la cosiddetta piattaforma Create® 3. Include anche una serie di sensori, tra cui infrarossi, rilevamento di scogli, urti e slittamenti, oltre a una batteria agli ioni di litio da 26Wh per alimentare sensori e accessori aggiuntivi. Inoltre, tutti i dati provenienti dai sensori di bordo sono disponibili sotto forma di argomenti ROS tramite l'API ROS 2 collegata alla rete.

Impiego principale: applicazioni di robotica cognitiva.

Stampante 3D Ultimaker 3 Extended, progettata e costruita per la modellazione a deposizione fusa con tecnopolimeri termoplastici. L’unione di precisione e velocità rende la stampante Ultimaker 3D la macchina perfetta per la realizzazione di modelli concettuali, prototipi funzionali e per la produzione di piccole serie.

Impiego principale: prototipazione e modellazione di componenti per progetti di ricerca in ambito embedded and robotics systems.

Lynxmotion Aluminum A4WD1 Rover Kit è un robot mobile a 4 ruote motrici progettato per applicazioni educative e prototipazione avanzata. È costruito con un telaio in alluminio anodizzato, che gli conferisce una struttura solida e al contempo leggera. Questo lo rende adatto sia a progetti hobbistici che a esperimenti più avanzati, come test di navigazione autonoma o di esplorazione robotica grazie ai 4 pneumatici in gomma da circa 4,75 pollici.

Il design modulare del telaio offre ampio spazio interno, un vantaggio che consente di integrare facilmente componenti aggiuntivi. Si possono installare batterie, schede di controllo come STM32, Arduino o Raspberry Pi, e sensori di varia natura, come telecamere, LIDAR o moduli di comunicazione wireless. Questa flessibilità lo rende perfetto per sviluppare progetti personalizzati, che spaziano dalla semplice guida remota fino a sistemi completamente autonomi.

Impiego principale: didattica in ambito di sistemi real time e progettazione di sistemi safety critical.

L’Oscilloscopio Tektronix MDO34 con opzioni 3-BW-500, 3-AFG, 3-BND e 3-MSO è un oscilloscopio mixed-domain a 4 canali analogici con larghezza di banda fino a 500 MHz. Grazie all’opzione 3-MSO, aggiunge 16 canali digitali, permettendo di analizzare segnali misti analogico-digitali in modo simultaneo. Con l’opzione 3-AFG, integra un generatore di forme d’onda arbitrarie, utile per testare circuiti generando segnali standard o personalizzati direttamente dallo strumento. La funzione 3-BND amplia ulteriormente le capacità con strumenti software avanzati come la decodifica di protocolli seriali (SPI, I2C, UART) e l’analisi automatizzata. Una caratteristica chiave è la capacità di operare come analizzatore di spettro integrato, consentendo misurazioni simultanee nel dominio del tempo e della frequenza, ideale per debug di circuiti RF e analisi di interferenze. L’MDO34 è uno strumento versatile e all-in-one per progettazione elettronica, sistemi embedded e test RF, riducendo la necessità di apparecchiature separate grazie alla sua combinazione di oscilloscopio, analizzatore di spettro, generatore di segnali e analizzatore logico.